KR20230141047A - 로봇 다리 구조 - Google Patents
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Abstract
로봇 다리 구조가 개시된다. 본 발명은 이동부, 회동프레임, 고정프레임, 회동인가부, 보상부를 포함하는 로봇 다리 구조이다. 본 발명인 이와 같은 구성들과 연결관계로 인하여 고효율의 로봇 다리 구조를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 로봇 다리 구조에 관한 것이다.
특히, 저전력으로 고효율을 낼 수 있는 로봇 다리 구조에 관한 것이다.
로봇은 어떤 작업이나 조작을 자동적으로 하는 기계 장치로, 산업에 활용되고 있다. 종래의 로봇은 인간을 대신하여 단순 작업을 반복하는 데 활용되었으나 기술의 발전으로 복잡한 작업을 오차없이 활용하는 데 활용되고 있다. 최근 로봇은 한 장소에서 고정되어 반복 작업을 하던 한계에서 벗어나 다양한 장소를 이동되며 작업을 하는 이동형 로봇에 대한 기술 개발이 되고 있다.
이동형 로봇은 음식점, 병원, 물류센터 등에서 인간에게 고된 업무를 대체할 수 있으므로, 기대가 높다. 그러나 이동형 로봇은 하중을 지지하며 다양한 지형을 문제없이 이동하여야 하므로 구현되기 어려운 기술이다.
이동형 로봇의 예로는 뱀형 로봇이 있을 수 있다. 뱀형 로봇은 뱀의 형상을 가지는 로봇으로 작은 통로를 이동할 수 있는 장점이 있으나, 태생적 한계로 인하여 하중을 지지하여 옮기는데 부적합하다.
이동형 로봇의 또 다른 예로는 비행 로봇이 있을 수 있다. 비행 로봇은 지형에 영향받지 않고 자유롭게 이동될 수 있다는 장점이 있으나, 이 역시도 비행이라는 한계로 인하여 하중 또는 크기에 제한이 있다.
위와 같은 이유로 이동형 로봇은 4족 보행 로봇이 적합하다고 판단되고 있으며, 이 로봇에 대한 수요도 높아지고 있다. 4족 보행 로봇은 4개의 다리로 안정적으로 하중을 지지할 수 있다. 그러나 이 로봇 역시도 큰 하중을 지지하기 위하여는 모터, 감속기의 용량이 커질 수 밖에 없으며, 그에 따라 비용 역시 증가될 수밖에 없는 문제가 발생된다.
일 실시예에 의한 본 발명은 전술한 문제점을 해결한 것으로, 고효율의 로봇 다리 구조를 제공하는 데 목적이 있다.
일 실시예에 의한 본 발명인 로봇 다리 구조는 이동부, 상기 이동부가 일측에 회동 가능하게 연결되는 회동프레임, 상기 회동프레임의 타측에 연결되어 상기 회동프레임을 회동 가능하게 지지하는 고정프레임, 상기 회동프레임에 회동력을 인가하는 회동인가부 및 상기 회동프레임과 연결되어 상기 회동프레임이 회동되면 상기 회동프레임의 회동방향에 대향하는 힘을 인가하는 보상부를 포함한다.
상기 회동인가부는 상기 회동프레임을 제1축으로 회동시키는 제1회동인가부와, 제2축으로 회동시키는 제2회동인가부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1회동인가부는 상기 회동프레임을 제1축으로 회동시키는 제1회동부를 포함하며, 상기 제2회동인가부는 상기 회동프레임을 제2축으로 회동시키는 제2회동부와 상기 회동프레임의 타측에 배치된 연결부를 감싸며 연결하는 전달부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보상부는 상기 회동인가부의 일측에 배치되며 내부에 공간이 형성된 보상프레임과 상기 보상프레임 내에 배치되는 탄성부와 상기 탄성부의 일측에 지지되며 배치되는 지지블록과 상기 회동인가부를 연결하는 와이어를 포함하는 것을 포함한다.
상기 지지블록은 부싱과 상기 부싱 내부에 배치되고 일측에 단차가 형성된 단차부를 포함하는 블록부를 포함하며, 상기 블록부가 상기 부싱부에 배치되면 상기 단차부에 의하여 형성된 공간에 상기 탄성부가 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 블록부는 타측에 방사방향으로 돌출된 돌출부가 형성되어 상기 부싱에 의하여 지지될 수 있는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 의한 본 발명은 로봇 다리 구조로 인하여 전력 활용 효율이 높아 저용량, 저비용의 모터, 감속기를 활용하여도 큰 하중을 운반할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 본 발명인 로봇 다리 구조의 정면도이다.
도 2는 일 실시예에 의한 본 발명인 로봇 다리 구조의 일측면도이다.
도 3은 일 실시예에 의한 본 발명인 로봇 다리 구조의 타측면도이다.
도 4는 일 실시예에 의한 본 발명인 로봇 다리 구조의 이동부, 회동프레임, 제1회동인가부의 분해도이다.
도 5는 일 실시예에 의한 본 발명인 로봇 다리 구조의 고정프레임, 제2회동인가부의 분해도이다.
도 6은 일 실시예에 의한 본 발명인 보상부의 분해도이다.
도 7a는 일 실시예에 의한 본 발명의 제1회동부와 제1보상부의 각 구성요소들이 연결된 상태를 도시한 것이며, 연결부와 제2보상부의 각 구성요소들이 연결된 것을 개념적으로 도시한 것이다.
도 8은 일 실시예에 의한 본 발명인 제1회동인가부와 제2회동인가부가 동작 시 발생되는 부하를 해석한 결과이다.
도 2는 일 실시예에 의한 본 발명인 로봇 다리 구조의 일측면도이다.
도 3은 일 실시예에 의한 본 발명인 로봇 다리 구조의 타측면도이다.
도 4는 일 실시예에 의한 본 발명인 로봇 다리 구조의 이동부, 회동프레임, 제1회동인가부의 분해도이다.
도 5는 일 실시예에 의한 본 발명인 로봇 다리 구조의 고정프레임, 제2회동인가부의 분해도이다.
도 6은 일 실시예에 의한 본 발명인 보상부의 분해도이다.
도 7a는 일 실시예에 의한 본 발명의 제1회동부와 제1보상부의 각 구성요소들이 연결된 상태를 도시한 것이며, 연결부와 제2보상부의 각 구성요소들이 연결된 것을 개념적으로 도시한 것이다.
도 8은 일 실시예에 의한 본 발명인 제1회동인가부와 제2회동인가부가 동작 시 발생되는 부하를 해석한 결과이다.
이하, 본 발명의 일실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 그러나 이는 본 발명의 범위를 한정하려고 의도된 것은 아니다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
도 1은 일 실시예에 의한 본 발명인 로봇 다리 구조의 정면도이고, 도 2는 일 실시예에 의한 본 발명인 로봇 다리 구조의 일측면도이며, 도 3은 일 실시예에 의한 본 발명인 로봇 다리 구조의 타측면도이다.
일 실시예에 의한 본 발명인 로봇 다리 구조는 이동부(100), 회동프레임(200), 고정프레임(300), 회동인가부(400), 보상부(500)를 포함한다.
이동부(100)는 본 발명의 전체 구성요소를 지지하는 역할을 한다. 도 1 내지 3에서는 본 발명의 로봇 다리 구조를 하나만 도시하였으나, 이러한 로봇 다리 구조가 1개 또는 그 이상이 하중을 지지할 수 있도록 배치될 수 있다. 이동부(100)는 지면과 맞닿아 하중을 지지하는 역할을 할 수 있다.
여기서, 이동부(100)는 휠일 수 있다. 바람직하게 이동부(100)는 옴니휠(omni wheel)일 수 있다. 그러므로 이동부(100)는 지면과 마찰이 최소화 될 수 있다. 이동부(100)는 도 1 내지 도 3에 미도시된 모터 또는 동력을 인가하는 다른 장치에 연결되어 자전되며 이동력을 인가할 수 있다.
회동프레임(200)은 하측에 이동부(100)가 회동 가능하게 연결될 수 있고, 상측은 고정프레임(300)에 회동 가능하게 연결될 수 있다. 여기서, 회동프레임(200)은 회동인가부(400)와 연결되어 있다. 회동인가부(400)의 동작에 따라 회동프레임(200)은 제1방향 또는 제2방향으로 설정된 각도로 회전될 수 있다. 그러므로 회동프레임(200)은 다양한 각도로 기울어지며 다양한 각도로 기울어진 채 하중을 지지할 수 있다.
고정프레임(300)은 가운데 프레임의 역할을 하며 회동프레임(200)의 상측과 연결된다. 고정프레임(300)은 회동프레임(200)의 상측을 회동 가능하게 연결하여 지지한다. 고정프레임(300)에는 회동인가부(400)가 배치될 수 있다. 따라서 회동프레임(200)은 고정프레임(300)에 연결되되, 회동인가부(400)에 동작에 따라 회동될 수 있다. 고정프레임(300)에는 보상부(500)가 연결될 수 있다. 보상부(500)는 고정프레임(300)의 상측과 일측(도 1에서는 우측 방향)에 배치될 수 있다.
회동인가부(400)는 회동력을 인가하여 회동프레임(200)을 설정된 각도로 회동시킬 수 있다. 즉, 회동인가부(400)는 두 개로 구성되고, 회동프레임(200)과 두 방향에서 연결되어 회동프레임(200)을 제1방향 또는 제2방향으로 회동시킬 수 있다.
보상부(500)는 회동프레임(200)의 움직임에 대응하는 힘을 인가한다. 여기서 보상부(500)는 회동인가부(400)의 수에 대응되게 두 개로 구성된다. 따라서 회동프레임(200)이 제1방향으로 회동되거나 제2방향으로 회동되는 경우 그와 대향하는 방향으로 힘을 보상할 수 있다. 보상부(500)는 모듈화되어 고정프레임에 장착되거나 탈착될 수 있다. 따라서 보상부(500)는 용이하게 교체될 수 있다.
이하에서는 회동인가부(400)는 제1회동인가부(410), 제2회동인가부(420), 보상부(500)는 제1보상부(510), 제2보상부(520)라고 구분하여 명명하도록 하겠다.
도 4는 일 실시예에 의한 본 발명인 로봇 다리 구조의 이동부, 회동프레임, 제1회동인가부의 분해도이다.
도 4를 통하여 이동부(100), 회동프레임(200), 제1회동인가부(410)를 살펴보면, 회동프레임(200)은 대칭되는 위치에서 제1회동인가부(410) 및 이동부(100)가 연결된다.
즉, 외관으로 확인 시 제1회동인가부(410)는 회동프레임(200)의 상측에, 이동부(100)는 하측에 배치된다.
회동프레임(200)의 내부는 공간을 포함할 수 있다. 회동프레임(200)의 상측에는 홀이 형성되어 제1회동인가부(410)가 인입되어 회동프레임(200) 내부에 배치될 수 있다. 회동프레임(200)은 설정된 길이를 가지며 형성된다. 회동프레임(200) 내에는 제1회동인가부(410)의 제1회동부(411), 고정부(412), 틸트부(413), 제1전달부(414)가 배치될 수 있다. 회동프레임(200)은 틸트프레임(201)을 포함할 수 있다.
틸트프레임(201)은 이동부(100)를 회전 가능하도록 연결할 수 있다. 이동부(100)는 틸트프레임(201)에 자전 가능하게 연결될 수 있다. 여기서 미도시되어 있으나, 틸트프레임(201)에 자전 가능한 동력을 제공하는 모터 역시 틸트프레임(201)에 안정적으로 고정되어 배치될 수 있다. 틸트프레임(201)은 후술할 틸트부(413)에 연결되어 틸트부(413)의 회동에 따라 그에 따라 경사진 각도가 변형될 수 있다.
제1회동인가부(410)는 제1회동부(411), 고정부(412), 틸트부(413) 및 제1전달부(414)를 포함한다. 제1회동부(411)는 모터, 감속기 등이 결합되어 설정된 각도로 자전될 수 있다. 여기서 제1회동부(411)는 전술한 회동프레임(200)의 상측의 홀을 통하여 일부가 회동프레임(200)의 내부에 배치될 수 있다. 제1회동부(411)는 동작되어 회동프레임(200)을 설정된 각도로 틸트시킬 수 있다.
고정부(412)와 틸트부(413)와 이격되어 배치된다. 고정부(412)는 상측에 틸트부(413)는 하측에 위치된다. 고정부(412)와 틸트부(413)는 제1전달부(414)와 연결되어 있을 수 있다. 고정부(412)는 고정되어 배치되어 있어서 축으로 작용될 수 있다. 틸트부(413)는 회동프레임(200)의 이동에 따라 각각 회동될 수 있다.
제1전달부(414)는 고정부(412)와 틸트부(413)를 감싸며 연결된다. 즉, 제1전달부(414)는 고정부(412)와 틸트부(413)를 감싸 폐회로의 형상으로 배치될 수 있다.
따라서 제1전달부(414)는 제1회동부(411)의 동작 시 고정부(412)를 축으로 하여 틸트부(413)가 회전되도록 하며 이에 따라 틸트프레임(201)의 각도가 변경되어 결국 이동부(100)와 틸트프레임(201) 사이의 연결된 각도를 변형하여 평형을 유지할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 의한 본 발명인 로봇 다리 구조의 고정프레임, 제2회동인가부의 분해도이다.
고정프레임(300)은 내부에 공간이 형성된다. 고정프레임(300)의 공간에는 제2회동인가부(420)가 배치될 수 있다. 제2회동인가부(420)는 제2회동부(421), 연결부(422), 제2전달부(423)를 포함할 수 있다. 여기서 제2회동부(421)는 제1회동부(411)에 대응된다. 그리고 제2전달부(423)는 제1전달부(414)에 대응된다. 그러므로 제1회동부(411)는 제2축을 기준으로 설정된 각도로 회동되고, 그로 인하여 제2전달부(423)는 설정된 방향으로 이동될 수 있다.
여기서, 연결부(422)는 틸트부(413)에 대응된다. 그러므로 연결부(422)도 제2회동부(421)가 회동되면 제2전달부(423)에 의하여 회동될 수 있다. 다만, 연결부(422)는 큰 의미에서 경사진 각도를 부여할 수 있다는 점에서 틸트부(413)와 유사할 수 있으나, 연결부(422)는 그보다 회동력을 인가한다는 점에서 차이가 있을 수 있다.
즉, 연결부(422)는 회동프레임(200)의 일면과 연결될 수 있다. 따라서 제2회동부(421)가 제2축을 기준으로 회동되면 연결부(422)는 회동프레임(200) 전체를 설정된 각도로 회동시킬 수 있다. 따라서 회동프레임(200)의 회동에 따라 이동부(100), 제1회동인가부(410) 등 전술하여 설명한 도 4에 도시된 각 구성요소들이 한 번에 회동될 수 있다.
따라서 본 발명은 제1회동인가부(410)에 의하여 제1축을 기준으로 제1방향으로 회동될 수 있으며, 제2회동인가부(420)에 의하여 제2축을 기준으로 제2방향으로 회동될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 의한 본 발명인 보상부의 분해도이다.
보상부(500)는 도 1 내지 도 3에서 도시된 바와 같이 두 개로 구성될 수 있다. 각 보상부(500)는 연결되는 대상이 상이하나 구성요소 및 연결관계는 유사한바, 도 6을 통하여 보상부(500)를 먼저 살펴보도록 하겠다.
보상부(400)는 보상프레임(501), 탄성부(502), 지지블록(503), 와이어(504)를 포함할 수 있다.
보상프레임(501)은 공간이 형성되어 있으며, 탄성부(502), 지지블록(503)이 배치될 수 있다.
탄성부(502)는 탄성력을 인가할 수 있는 코일 형태의 스프링으로 형성됨이 바람직하다. 탄성부(502)는 보상프레임(501)의 길이에 대응되어 설정된 길이를 가지며 형성될 수 있다. 보상프레임(501)의 하측은 홀이 형성되어 고정프레임(300)과 연통되도록 형성됨이 바람직하다. 다만, 보상프레임(501)의 하측의 홀은 지름의 크기는 보상프레임(501)의 지름의 크기보다 작게 형성됨이 바람직하다. 따라서 탄성부(502)는 보상프레임(501)에 정렬되어 그 위치에 유지된채 압축되거나 이완되며 탄성력을 인가할 수 있다.
지지블록(503)은 탄성부(502)의 일측에 배치될 수 있다. 지지블록(503)은 부싱(503a)과 블록부(503b)를 포함할 수 있다. 부싱(503a)은 내부가 비어 있으며, 형상은 보상프레임(501)의 내부의 형상과 유사한 형상으로 형성된다. 그러므로 부싱(503a)은 보상프레임(501) 내를 슬라이드 이동될 수 있다.
블록부(503b)는 하측은 내측으로 함몰되어 단차부(503b-1)가 형성되고, 상측은 돌출부(503b-2)가 형성된다. 따라서 블록부(503b)가 부싱(503a)에 정렬되어 배치되는 경우 하측은 단차부(503b-1)에 의하여 둘레를 따라서 공간이 형성되고, 상측은 부싱(503a)의 내부가 아닌 외부에 배치되어 부싱(503a)에 의하여 지지될 수 있다.
따라서 탄성부(502)는 블록부(503b)의 단차부(503b-1)와 부싱(503a) 사이의 크기 차이에 의하여 형성된 공간에 배치되어 블록부(503b)와 연결될 수 있다. 따라서 블록부(503b)는 탄성부(502)에서 경사지지 않으면서 안정적으로 지지될 수 있다.
블록부(503b)는 와이어(504)와 연결되어 있다. 전술한 바와 같이 보상프레임(501)의 하측은 작은 홀이 형성되어 있다. 와이어(504)는 회전될 수 있는 구성(제1회동인가부(410), 제2회동인가부(420)의 구성요소)과 연결될 수 있다. 즉, 와이어(504)는 일측이 블록부(503b)에, 타측이 회전될 수 있는 구성에 연결될 수 있다.
따라서 와이어(504)는 회전될 수 있는 구성의 회전에 따라 블록부(503b)를 잡아 당길 수 있다. 그러므로 블록부(503b), 부싱(503a)은 보상프레임(501)을 슬라이드 이동하고, 그로 인하여 탄성부(502)를 가압할 수 있다. 이때 탄성부(502)는 압축되는 반대 방향으로 지속적인 힘을 인가하여 대향력을 인가할 수 있다.
한편, 보상부(500)는 위와 같이 각 구성요소들이 모듈화되어 형성될 수 있다. 따라서 보상부(500)가 손상되는 경우 보상부(500)를 간단하게 교체하는 것으로 보상부(400)의 손상을 해결할 수 있다.
도 7a는 일 실시예에 의한 본 발명의 제1회동부와 제1보상부의 각 구성요소들이 연결된 상태를 도시한 것이며, 연결부와 제2보상부의 각 구성요소들이 연결된 것을 개념적으로 도시한 것이다.
보상부(500)는 제1보상부(510), 제2보상부(520)를 포함할 수 있다.
여기서 제1보상부(510)와 제2보상부(520)는 구분을 위하여 제1, 제2가 명명된 것으로 도 6에서 설명한 구성을 모두 포함할 수 있다.
즉, 제1보상부(510)는 제1보상프레임(511), 제1탄성부(512), 제1지지블록(513)(제1부싱(513a), 제1블록부(513b)), 제1와이어(514)를 포함하며, 제2보상부(520)는 제2보상프레임(521), 제2탄성부(522), 제2지지블록(523)(제2부싱(523a), 제2블록부(523b)), 제2와이어(524)를 포함할 수 있다.
다만, 제1보상부(510)와 제2보상부(520)의 차이점은 제1와이어(514)와 제2와이어(524)의 타측에 연결되는 회전되는 구성이 상이하다.
일례로 제1보상부(510)는 제1회동인가부(410) 또는 제1회동인가부(410)에 의하여 회동되는 회동프레임(200)에 연결될 수 있다. 그러므로 제1회동부(411)가 동작되는 경우 제1지지블록(513)이 이동되고, 제1탄성부(512)가 가압되어 대향하는 힘을 인가할 수 있다.
그리고 제2보상부(520)는 연결부(422)와 연결될 수 있다. 그러므로, 제2회동부(521)가 동작되어 연결부(422)가 회동되는 경우, 제2지지블록(523)이 이동되어 제2탄성부(522)가 가압될 수 있다. 즉, 제1와이어(514)는 제1회동부(411)에, 제2와이어(524)는 연결부(422)에 연결되는 차이가 있다.
위와 같은 구성으로 형성된 본 발명은 제1축, 제2축으로 회전된다 하여도, 각각의 회전 중심이 일치하고 그로 인하여 제1보상부(510), 제2보상부(520)가 동일한 힘으로 보상을 할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 의한 본 발명인 제1회동인가부와 제2회동인가부가 동작 시 발생되는 부하를 해석한 결과이다.
전술한 구성요소를 포함하는 본 발명을 통하여 시뮬레이션을 수행하여 보았다. 조건은 제1회동인가부(410), 제2회동인가부(420)를 최고 속도 60 ˚/s, 가감속 시간 0.5 s의 조건으로 제1축, 제2축을 기준으로 회전시켜 회동프레임(200)을 90 ˚ 만큼 이동하였다가 초기자세인 0 ˚ 로 돌아가도록 구동하여 보았다.
위의 조건으로 시뮬레이션을 수행했을 때 제1보상부(510), 제2보상부(520) 유무에 따른 관절 1과 관절 2의 부하 해석 결과를 도 8(a), 도 8(b)로 나눠서 도시하였다.
보상부(500)(제1보상부(510), 제2보상부(520))가 존재하지 않을 때 제1회동인가부(410), 제2회동인가부(420)는 회전 각도 90 ˚ 에서 최대 중력토크 19 Nm가 인가되었다.
이와 대조되게 보상부(500)가 존재할 때 중력보상 장치가 있을 때는 제1회동인가부(410), 제2회동인가부(420)는 회전 각도 90 ˚ 에서 최대 중력토크 약 2.8 Nm의 토크만 필요하였다. 중력보상 장치내 스프링의 압축 거리는 제1보상부(510)는 39.41mm, 제2보상부(520)는 39.89 mm였다.
결과적으로 본 발명은 관절 구동시 필요한 부하의 최대 85%의 토크 절감효과를 확인할 수 있었다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100
:
이동부
200 : 회동프레임
201 : 틸트프레임
300 : 고정프레임
400 : 회동인가부
410 : 제1회동인가부
411 : 제1회동부
412 : 고정부
413 : 틸트부
414 : 제1전달부
420 : 제2회동인가부
421 : 제2회동부
422 : 연결부
423 : 제2전달부
500 : 보상부
501 : 보상프레임
502 : 탄성부
503 : 지지블록
503a : 부싱
503b : 블록부
503b-1 : 단차부
503b-2 : 돌출부
504 : 와이어
510 : 제1보상부
511 : 제1보상프레임
512 : 제1탄성부
513 : 제1지지블록
513a : 제1부싱
513b : 제1블록부
514 : 제1와이어
520 : 제2보상부
521 : 제2보상프레임
522 : 제2탄성부
523 : 제2지지블록
523a : 제2부싱
523b : 제2블록부
524 : 제2와이어
200 : 회동프레임
201 : 틸트프레임
300 : 고정프레임
400 : 회동인가부
410 : 제1회동인가부
411 : 제1회동부
412 : 고정부
413 : 틸트부
414 : 제1전달부
420 : 제2회동인가부
421 : 제2회동부
422 : 연결부
423 : 제2전달부
500 : 보상부
501 : 보상프레임
502 : 탄성부
503 : 지지블록
503a : 부싱
503b : 블록부
503b-1 : 단차부
503b-2 : 돌출부
504 : 와이어
510 : 제1보상부
511 : 제1보상프레임
512 : 제1탄성부
513 : 제1지지블록
513a : 제1부싱
513b : 제1블록부
514 : 제1와이어
520 : 제2보상부
521 : 제2보상프레임
522 : 제2탄성부
523 : 제2지지블록
523a : 제2부싱
523b : 제2블록부
524 : 제2와이어
Claims (6)
- 이동부;
상기 이동부가 일측에 회동 가능하게 연결되는 회동프레임;
상기 회동프레임의 타측에 연결되어 상기 회동프레임을 회동 가능하게 지지하는 고정프레임;
상기 회동프레임에 회동력을 인가하는 회동인가부; 및
상기 회동프레임과 연결되어 상기 회동프레임이 회동되면 상기 회동프레임의 회동방향에 대향하는 힘을 인가하는 보상부
를 포함하는 로봇 다리 구조. - 제1항에 있어서,
상기 회동인가부는
상기 회동프레임을
제1축으로 회동시키는 제1회동인가부와, 제2축으로 회동시키는 제2회동인가부를 포함하는 것
을 특징으로 하는 로봇 다리 구조. - 제2항에 있어서,
상기 제1회동인가부는
상기 회동프레임을 제1축으로 회동시키는 제1회동부를 포함하며,
상기 제2회동인가부는
상기 회동프레임을 제2축으로 회동시키는 제2회동부와 상기 회동프레임의 타측에 배치된 연결부를 감싸며 연결하는 전달부를 포함하는 것
을 특징으로 하는 로봇 다리 구조. - 제1항에 있어서,
상기 보상부는
상기 회동인가부의 일측에 배치되며 내부에 공간이 형성된 보상프레임과 상기 보상프레임 내에 배치되는 탄성부와 상기 탄성부의 일측에 지지되며 배치되는 지지블록과 상기 회동인가부를 연결하는 와이어를 포함하는 것
을 포함하는 로봇 다리 구조. - 제4항에 있어서,
상기 지지블록은
부싱과 상기 부싱 내부에 배치되고 일측에 단차가 형성된 단차부를 포함하는 블록부를 포함하며,
상기 블록부가 상기 부싱부에 배치되면 상기 단차부에 의하여 형성된 공간에 상기 탄성부가 배치되는 것
을 특징으로 하는 로봇 다리 구조. - 제5항에 있어서,
상기 블록부는
타측에 방사방향으로 돌출된 돌출부가 형성되어 상기 부싱에 의하여 지지될 수 있는 것
을 특징으로 하는 로봇 다리 구조.
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KR1020220040100A KR102611470B1 (ko) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 로봇 다리 구조 |
Applications Claiming Priority (1)
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100873723B1 (ko) * | 2007-07-25 | 2008-12-12 | 인하대학교 산학협력단 | 복수의 다리를 갖는 이동로봇 |
KR20150127001A (ko) | 2014-05-06 | 2015-11-16 | 사르코스 엘씨 | 변형가능 링키지 메커니즘을 이용한 레그식 로봇 장치 |
KR20170114538A (ko) * | 2016-04-05 | 2017-10-16 | 한국기계연구원 | 가반하중 보상이 가능한 가변형 중력보상장치 및 이의 제어 방법 |
KR101801242B1 (ko) * | 2016-03-04 | 2017-11-27 | 한국기계연구원 | 2축 지면각 변화에 대응 가능한 다자유도 가변 중력토크 보상장치 |
KR20210129054A (ko) * | 2019-02-18 | 2021-10-27 | 막스-플랑크-게젤샤프트 츄어 푀르더룽 데어 비쎈샤프텐 에.파우. | 로봇 다리 및 로보틱 시스템 |
KR20220015817A (ko) | 2020-07-31 | 2022-02-08 | 농업회사법인 심바이오틱 주식회사 | 보행로봇의 레그모듈 |
-
2022
- 2022-03-31 KR KR1020220040100A patent/KR102611470B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100873723B1 (ko) * | 2007-07-25 | 2008-12-12 | 인하대학교 산학협력단 | 복수의 다리를 갖는 이동로봇 |
KR20150127001A (ko) | 2014-05-06 | 2015-11-16 | 사르코스 엘씨 | 변형가능 링키지 메커니즘을 이용한 레그식 로봇 장치 |
KR101801242B1 (ko) * | 2016-03-04 | 2017-11-27 | 한국기계연구원 | 2축 지면각 변화에 대응 가능한 다자유도 가변 중력토크 보상장치 |
KR20170114538A (ko) * | 2016-04-05 | 2017-10-16 | 한국기계연구원 | 가반하중 보상이 가능한 가변형 중력보상장치 및 이의 제어 방법 |
KR20210129054A (ko) * | 2019-02-18 | 2021-10-27 | 막스-플랑크-게젤샤프트 츄어 푀르더룽 데어 비쎈샤프텐 에.파우. | 로봇 다리 및 로보틱 시스템 |
KR20220015817A (ko) | 2020-07-31 | 2022-02-08 | 농업회사법인 심바이오틱 주식회사 | 보행로봇의 레그모듈 |
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KR102611470B1 (ko) | 2023-12-06 |
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